[發明專利]一種超前相位自適應型電力系統穩定器的參數整定方法

有效

• 申請號: 201611194869.X
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106786666B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 盧岑岑;吳跨宇;吳龍;沈軼君;韓兵;黃曉明;樓伯良;孫維真;張鋒;陸海清;房樂
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種超前相位自適應型電力系統穩定器的參數整定方法。目前工程中傳統的PSS多采用以有功功率輸入環作為補償滯后特性原則的相位校正方法作為PSS參數整定方法。本發明根據超前相位自適應型電力系統穩定器的模型，采用現場試驗的方法，找出輸入轉速信號和有功功率信號之間的對應關系，通過經典的頻域計算方法，獲得功率?轉速軸合成矢量的超前相位角度計算公式；根據實際機組的無補償特性，通過合成矢量的相位角度計算，即可整定相應的參數使得合成力矩在轉速軸附近。本發明可用于增強特大型交流同步電網易發的低頻段振蕩抑制能力，提升了特大型交流同步電網在低頻段的動態穩定水平。

技術領域

本發明涉及電力系統穩定器的參數現場整定方法，具體地說是一種采用功率-轉速變化量合成作為輸入的超前相位自適應型電力系統穩定器的現場參數整定方法。

背景技術

隨著國家電網公司“十三五”規劃的穩步實施，我國將形成多電壓等級、交直流混聯的復雜特大型同步電網格局。全網等效慣量的增加和開機方式的變化使得全網阻尼減弱，低頻振蕩風險增加，系統動態穩定性降低。

目前工程化應用最廣泛的防止系統低頻振蕩的手段為電力系統穩定器PSS(PowerSystem Stabilizer)，其原理為通過在勵磁系統電壓給定點疊加一個相位超前轉速變化的PSS輸出量，補償發電機無補償滯后特性，以達到增加阻尼、抑制有功低頻振蕩的作用。但為了達到補償發電機無補償特性的目的，現有典型PSS模型在參數整定時多采用多階大相位超前環節，這種采用大超前環節的補償方式，一方面會造成PSS增益受限而嚴重削弱其在中低頻段的振蕩抑制能力；另一方面，對于不同頻率下的無補償特性，要采用一套相同的超前參數達到全頻段的補償效果，存在參數整定困難等問題，不利于工程中的現場參數整定。

為解決上述問題，申請人申請了“一種超前相位自適應型電力系統穩定器”(中國專利申請號為201610343420.9)，其提出利用發電機有功功率負變化量-ΔP_e與轉速變化量Δω構造一個合成相量V_Pe-ω作為新型PSS輸入的方法，使其超前相位角度隨振蕩頻率增加而增加，無需采用典型PSS的多級超前環節補償即可滿足在不同頻率范圍內的發電機及勵磁系統的滯后特性，其模型結構如圖1所示。

目前工程中典型的PSS均采用以有功功率輸入環作為補償滯后特性原則的相位校正方法作為PSS參數整定方法。由于“一種超前相位自適應型電力系統穩定器”專利申請中的新型PSS采用有功功率負變化量-ΔP_e與轉速變化量Δω合成的功率-轉速軸合成矢量作為輸入，為使得該新型PSS能適應不同機組及工況的運行要求，亟需提出一種通過現場簡單試驗獲得整定參數的方法，使其具有工程應用的可能性和推廣性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是根據超前相位自適應型電力系統穩定器的結構及特性，提供一種原理清晰、操作簡單的現場參數整定方法，使該種新型PSS具有良好的抑制低頻振蕩的效果并可用于工程應用。

為此，本發明采用如下的技術方案：一種超前相位自適應型電力系統穩定器的參數整定方法，所述的PSS采用有功功率負變化量-ΔP_e與轉速變化量Δω合成的功率-轉速軸合成矢量作為輸入，其包括如下步驟：

1)退出發電機勵磁系統PSS，采用信號分析儀發出正弦掃頻信號，并將其輸入至發電機勵磁系統的PSS輸出疊加點，分析得到發電機勵磁系統無補償滯后特性角θ_無補償；

2)根據發電機轉子運動方程，調整轉速信號增益系數K_s，以保證在本機振蕩頻率下的合成機械功率為零；

3)從步驟2)獲得的轉速信號增益系數K_s計算獲得不同頻率下轉速和有功功率對應的交流增益系數K；